2022年机械课程设计二级圆锥圆柱齿轮减速器机械设计说明书- .pdf
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1、机械设计课程设计说明书设计题目:二级圆锥- 圆柱齿轮减速器班级:材控 07-2 班设 计 者:学号:指导教师:杨现卿精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 31 页机械设计课程设计说明书2 机械设计课程设计计算说明书一、传动方案拟定3 二、电动机的选择3 三、运动、动力学参数计算5 四、传动零件的设计计算6 五、轴的设计11 六、轴承的选择和计算24 七、键连接的校核计算26 八、联轴器选择27 九、箱体设计28 十、减速器附件28 十一、密封润滑29 十二、设计小结30 十三、参考文献31 精选学习资料 - - - - - -
2、 - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 31 页机械设计课程设计说明书3 计算过程及计算说明一、传动方案拟定设计二级圆锥 -圆柱齿轮减速器工作条件:输送机连续单向运转工作时有轻微震动,空载启动,卷筒效率为 0.96 ,输送带工作速度误差为5% ;每年按 300个工作日计算,使用期限为 10年,大修期 4 年,单班制工作;在专门工厂小批量生产(1) 原始数据:运输机工作周转矩:T=1800N m; 带速V=1.30m/s;滚筒直径 D=360mm 二、电动机选择1、电动机类型的选择: Y系列三相异步电动机2、电动机功率选择:1工作机所需功率:PW=Tn/9550,
3、因为6000/DVn,把数据带入式子中得n=68.97r/min,所以PW(2) 注释及说明T=1800Nm m/s D=360mm 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 31 页机械设计课程设计说明书4 1传动装置的总效率:总=滚筒4轴承圆柱齿轮2联轴器圆锥齿轮94827 6 2)电动机的输出功率:Pd= PW/总.86 =W 3、确定电动机转速:计算工作机轴工作转速:nw=601000V/D =601000 360 r/min 按表 14-2 推荐的传动比范围,取圆柱齿轮和圆锥齿轮传动的一级减速器传动比范围分别为23 和
4、35,则总传动比范围为 I d=615。故电动机转速的可选范围为nd=I dnw=615r/min 符合这一范围的同步转速有750和 1000r/min。4、确定电动机型号由上可见,电动机同步转速可选750和 1000r/min,可得到两种不同的传动比方案方案电动机型号额定功率Ped/kW 电 动 机 转速电动机重量/kg 传 动 装置 的 传 动比同步转速满载转速传动比圆锥传动比圆柱传动比PW总=0.86 PdW nwr/min 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 31 页机械设计课程设计说明书5 1 Y200L1-6 1
5、000 970 220 14 4 2 Y225S-8 750 730 266 综合各方面因素选择第一种方案,即选电动机型号为Y225S-8 机。电动机的主要参数见下表型号额定功率/kW 满载转速mn (r/min) 中心高mm 轴伸尺寸Y225S-8 730 225 60*140 三、运动参数及动力参数计算计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比:i=nm/nw2、分配各级传动比 : 取 i i 锥锥齿轮啮合的传动比: i1= 圆柱齿轮啮合的传动比: i2=i/ i1=1. 计算各轴转速 r/min nI=nm=730 nII=nI/i1nIII=nII/i2=/4= nIV= nIII=2
6、. 计算各轴的功率 kW PI=Pd联轴器电动机型号Y200L16 i总= i1i2= 机械设计学习指导 57 页nI =730r/min nII=r/min nIII=r/min nIV= nIII=精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 31 页机械设计课程设计说明书6 PII=PI轴承圆锥齿轮PIII=PII轴承圆柱齿轮98= PIV= P*轴承*联轴器0.99=13. 8 3. 计算各轴扭矩 Nm Td=9550* Pd/ nm =9550TI=9550*PI/nI=194 TII=9550*PII/nII= TIII=
7、9550*PIII/nIII= TW=9550* PW/nW= Td、TI、TII、TIII、TW=依次为电动机轴,和工作机轴的输入转矩。参数轴名电动机轴轴轴轴工作机轴转速 r/min 730 730 功率 P/kW 转矩 /n*m 198 196 传动比1 1 1 效率V=160*1000DnIII误差为1.291.31.3=-0.0035%, 合适四、传动零件的设计计算1. 圆锥齿轮的设计计算已知输入功率 P1=P=Kw,小齿轮的转速为 730r/min, 齿数比为 u=2.66, 由电动机驱动,工作寿命为 10年 每年工作 300天 ,单班制,输送机连续单向运转,工作时有轻微震动,空载启
8、动。1选定齿轮精度等级,材料和确定许用应力PIKw PII=W PIII=W PIV=13. 8 kW Td=198 Nm TI=196Nm TII=Nm TIII=Nm TW= Nm V= 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 31 页机械设计课程设计说明书7 1该减速器为通用减速器,速度不高故选用7 级精度GB10095-882)选择小齿轮材料为 35SiMn 钢调质, 硬度为 229286HBS,大齿轮为 45 钢调质 ,硬度为 229286HBS,按齿面硬度中间值,有图 5-29b 按碳钢查 MQ 线得Flim1=29
9、0Mpa Flim2 =220Mpa 同理由图 5-32b 查得Hlim1=700Mpa Hlim2 =580Mpa 3有式 5-29 , 5-30分别求得Fp1=Flim1 YSTYNYx/SFmin=446Mpa Fp2=Flim2 YSTYNYx/SFmin=338Mpa Hp2=Hlim2 YSTZNZW/SHmin=580Mpa 由于为闭式齿面硬度中,主要失效形式为齿面疲劳点蚀,故应按接触疲劳强度进行设计,并校核其齿根的弯曲强度。2按接触疲劳强度进行设计计算由设计公式进行计算即d11017kT1Z2/HpR)2RuH21/31)小齿轮的名义转矩T1= TI=194Nm 2选取载荷系数
10、K 3)选取齿宽系数,取3.0R4)选取重合度系数,取Z88.05)初算小齿轮大端分度圆直径d0.88()2(1 0.5*0.3)*550311.5*150.251017*109.1mm0.3*3.56)确定齿数和模数选取1211z28z*z2.662874.5i,则Fp1 =446Mpa Fp2= 338Mpa Hp2n=580Mpa 机械设计基础第四版P82 P92P93 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 31 页机械设计课程设计说明书8 取2z=75大端模数 m=11d / z3.89mm,取 m=4 7计算主要尺寸
11、1122222212mz4 28112mmdmt4 75300mmR1/21/ 2 112300160*0.3 16048RdddmmbRmmmm锥距 (3) 校核齿根弯曲疲劳强度pszbmFF2R121FYY)5.01(KT23601)计算从重合度系数75.025.0Y因为重合度12111.883.2)1.72zz(,所以0.75Y0.250.691.72。2)确定psFF/Y的大值01121arctanarctanarctan 28/ 7520.47zz211112229069.5329.9cos214cosVVZZZZ由图 5-26查得0 .4Y, 3. 4Y2F1Fss。则111122
12、4.150.009284464.00.01183338FsFpFsFpYMpaYMpa因为2211FpFsFpFsYY,所以选择大齿轮进行校核T 15752847021表Pmmzmmzm精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 31 页机械设计课程设计说明书9 3)校核大齿轮的齿根弯曲疲劳强度F222FP22360 1.5 1944.00.694842810.50.3112M338Mpapa()故齿根弯曲疲劳强度足够,所选参数合适。已知: 输入功率2P14.3 Wk, 小齿轮转速为 274.4r/min,齿数比为 u=4,电动机驱
13、动,工作寿命为10 年每年工作 300 天单班制,带式输送机,时有轻微震动,单项运转。(1)选择齿轮材料,确定许用应力根据题设条件看,大小齿轮均采用20CrMnTi 钢渗碳淬火,硬度 5662HRC。由图 5-29c查得弯曲疲劳强度极限应力paM450limF由图 5-32c查得接触疲劳强度极限应力paM1500limH(2)按轮齿弯曲疲劳强度计算齿轮的模数m 3FP21FS1ZYYKT6.12dm1)确定弯曲应力FPXNFlimSTlimFFPYYSY采用国标时,STFminXY2.0,S1.5,Y1.因为齿轮的循环次数8N6060 274.4 1 (10 300 8)4.0 10nat所以
14、取1YN;则XNFlimSTlimFFP1YYSY=600Mpa 2)小齿轮的名义转矩1T1TT497.7N m1211230016048dmmdmmRmmbmm69. 0Y1229.9214VVZZF2FP2112精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 31 页机械设计课程设计说明书10 4初步选定齿轮的参数121221Z20ZZ3.99 2079.8Z80Z0.5,4Zdiu,取5)确定复合齿形系数FSY,因大小齿轮选用同一材料及热处理,则FP相同,故按小齿轮的复合齿形系数带入即可由机械设计基础第四版P88,图 5-26 可
15、查得:25. 4YFS16确定重合度系数 Y因为重合度12111.883.21.7ZZ()所以0.75Y0.250.69将上述各参数代入m 式中得3FP21FS1ZYYKT6.12dm321.5497.7 4.06 0.6812.60.5 205633.3按表 5-1,取标准模数4mmm。则中心距121(ZZ )2002ammm7计算传动的几何尺寸:齿宽:11222112Z42080Z48032040(5 10)48ddmmmdmmmbdmmbbmm3校核齿面的接触强度paM450limFpaM1500limHFP1=563Mpa1T497.7N mm=4 精选学习资料 - - - - - -
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